素養導向下的科學學科“3·4·5”育人模式

江蘇省宜興市城北小學 曹燕琴

隨著2022 年課程方案和課程標準的頒布，實現“學科教學”到“學科育人”的轉型勢在必行。如何改變傳統的教學范式，落實學科核心素養，成了當今深化課程改革的重要課題和巨大挑戰。深度學習與學科素養的目標一致，我們扎根實踐，總結十多年科學學科實施深度學習的研究成果，基于學習的本質迭代更新了科學學科“3·4·5”育人模式，為科學學科的提升提供了突破口和著力點。

一、科學學科“3·4·5”育人模式的內涵結構

科學學科“3·4·5”育人模式中的“3”是指教師“教”的3 個教學階段(包括前測與設計階段、支持與引領階段、評價與反思階段)，“4”是指學生“學”的4 個學習層次(包括經驗積累層、本質內化層、結構關聯層、感悟升華層)，“5”是指教學過程的5 個基本環節(包括問、做、思、用、創)。此模型不同于以往局限于教學程序的形式變革，而是以新課程改革理念和深度學習理論為指導，以深度理解為實現知識向學科素養轉化的路徑，從教師的“教”入手，突出學科實踐“過程”中各要素的動態綜合，以促進學生深度“學”習。其內涵結構見圖1：

圖1

從圖中，我們可以看出，模式中學生的“學”習層次決定了教師的“教”學行為，同時又依賴于科學學科實踐的“過程”；教師的“教”學服務于學生的“學”習，同時又決定了科學學科實踐的“過程”；科學學科實踐的“過程”促進了學生的“學”習，同時其結果又影響了教師的“教”學。但不論是教師的“教”學，還是學生的“學”習以及科學學科實踐的“過程”，都緊緊圍繞著科學學科育人目標，指向學生科學核心素養的提升。

二、科學學科“3·4·5”育人模式的實施策略

科學學科“3·4·5”育人模式全面系統地把握科學學科特點，以改變教師的具體教學行為為突破口，引導學生開展系統化、體系化的學科實踐活動。其具體實施流程見圖2：

圖2

（一）著眼“3”個階段，促進教學行為的改變

1.前測與設計階段

此階段強調教師的所有教學都應基于對學生的了解。在教學活動開始前，教師必須對學生的科學前概念、學習基礎做個檢測，摸清學生的學習基礎，然后在學生的“最近發展區”確定素養型教學目標，從期望學生“學會什么”出發逆向設計“學生何以學會”，推動知識向素養的轉型。

2.支持與引領階段

此階段強調在教學活動開展中，教師應該以學生為教學活動的主體，創建以學生科學學習為中心的教學。這期間，教師只是學生科學學習的組織者、支持者、引領者，他們以深度學習的視角觀察學生的科學學習，從而不斷調整自己的教學行為，支持、引領、幫助學生像科學家那樣進行有意義的科學學習。

3.評價與反思階段

此階段在教學活動一階段后，強調教師一方面要注重對學生的學習行為和結果的評價，對教學過程中搜集到的評價證據進行理性分析，了解學生學得怎樣，從而進一步反思自己的教學，改善后續的“怎么教”。另一方面，教師要采用多種評價方式，引導學生對自己、對同伴的科學學習進行評價，反思自己“學得怎樣”，從而改進自己后續的“怎么學”。

教師教學行為的三個階段是按時間劃分的，根據教學內容既可以貫穿一節科學課的課前、課中、課后，也可以貫穿學生某個項目（主題）學習的全過程，也可以是教學過程中某個環節循環進行。但不管怎樣，教師三個階段的教學行為都是為學生的科學學習服務的，是為達成教學目標服務的。只有教師依據學生的學而教，把教、學、評融為一體，為學生完成學習任務提供支持和幫助，學生的深度學習才會發生，科學教學的育人目標才會達成。

（二）依據“4”個層次，推動知識向素養的轉型

深度理解是深度學習最顯著的特征，依據學生對科學知識的理解進程，我們把學生的科學學習劃分為“4”個層次。

（1）經驗積累層：是指學生在科學實踐中，積累了豐富的事實性知識，然后根據這些事實性知識以及原有的認知，對事物或現象規律形成基礎理解和認識。由于學生是帶著先前的經驗進入新知學習的，他們對形成概念的關鍵信息很難把握，也很難快速剔除一些非必要信息，因此，本層次具有模糊性、易錯性和豐富性的特點。

（2）本質理解層：隨著事實性知識的不斷累積，學生通過自身充分地、有意識地反思及思維調控，逐步擺脫認知中的非本質屬性，對于科學知識的理解逐步深刻，接近于概念的本質，這也就步入了本質理解層。與經驗積累層相比，本層次具備了本質化、精確化和概括化的特點。

（3）結構關聯層：是指學生通過主觀活動、思考與理解，把新認知通過整合、延伸等方式納入自己原有的認知框架，和原有知識建立結構關聯，達到結構化理解。結構化理解的知識才能被靈活運用、外化遷移。因此，本層次對知識在理解的結構性、關聯性和精確化方面比本質理解層更深刻、更精細、更完善。

（4）感悟升華層：是指學生能超越認知層面，理解感悟到蘊藏在知識內核中的思想、情感、觀念、方法、行為和價值追求，從而形成自己獨特的價值追求和行為準則，實現知識到素養的升華。本層次具有全局性、深刻性、發展性的特點。

在這“4”個學習層次中，上位層級對下位層級有著指導性、方向性的作用。感悟升華層是最高層次，其他三個下位層級也為它提供扎實的基礎與豐厚的土壤。“4”個學習層次將學生科學學習的起始點和終結點串聯了起來，體現了學生認知發展的思維從低階向高階遞進的過程。學生在學習層次的層層推進中，實現從知識到素養的轉型。

（三）把握“5”個基本環節，夯實學科實踐過程

不管是教師的“教”還是學生的“學”，最終都要落實到教學“過程”中。學生在豐富的科學學科實踐中深度參與、深度體驗，是深度學習發生的基點，也是知識向素養轉化的基本路徑。“3·4·5”模式根據科學學科實踐的特點，把教學過程劃分為“問”“做”“思”“用”“創”“5”個基本環節。在各環節，教師的教學行為和學生的學習行為相互促進、相互影響，和諧共生，最終達成素養目標。（見圖3）

圖3

（1）“問”——此環節，學生學習的主要任務是發現問題并對問題進行科學假設。這就要求教師創設學習情境，幫助學生將外在的學習內容轉化為內在的學習需求的同時，激活學生的已有認知，指導學生發現問題、篩選問題，并用語言清晰表述有研究價值的科學問題和科學假設。

（2）“做”——此環節，學生學習的主要任務是圍繞科學問題或任務，自主開展合作探究活動。為此，教師要為學生的自主探究搭建各類支架，如學生在制訂研究計劃時，針對變量控制、收集數據等難點提供思維支架；動手實驗時，教師提供實驗所需材料支架；為使學生的自主探究更有效，教師幫助學生建設共同體，以確保主動合作的優勢互補。

（3）“思”——此環節，學生學習的主要任務是整理“做”中獲得的事實證據，初步獲得抽象化、理論化的概念。教師一方面要利用數據、圖表、語言等支架幫助重現科學證據，讓學生依據證據積極思考；另一方面，當學生在匯報討論中由于認知水平不同產生爭議時，教師要幫助學生敏銳地抓住其中最有價值的東西，引導學生在深入的思考中建構科學概念。

（4）“用”——此環節，學生學習的主要任務是運用新建構的科學概念解決生活情境中的問題，從而擴展概念的外延，建立新知識與已有知識的聯系。學生的概念系統剛建立時并不十分穩固，作為學生學習促進者的教師，在此環節要不失時機地讓學生用科學知識解決生活問題，解決綜合性、挑戰性的實際問題，從而使學生的認知螺旋式上升。

（5）“創”——此環節，學生在反思中深入理解知識內核，領悟科學在生活中的意義和價值。當學生較小的科學概念系統建成時，其與更廣泛系統的聯系并不穩定。教師幫助學生進行自我反思和評價，以實現知識創新、方法創新和成果創新，從而讓學生能多層次、多角度地解決復雜情境下的同類問題，實現知識的跨學科應用。

這“5”個基本環節是小學科學實踐的通用環節，但并不是固定不變的。教師可以根據科學實踐內容的特點、學生及自身的特點，進行靈活“變形”。這既可以從任何環節切入，也可根據需要增加環節，如觀察測量課可以“變形”為“問—做—用—創 ”，探究實驗課可以“變形”為“問—做—思—做—思—用—創”，文本閱讀課可以“變形”為“問—思—用”， 實踐技術課可以“變形”為“問—思—做—思—用—思—做—創”，建立模型課可以“變形”為“問—思—做—用—創”等。但不管哪種范式，都是從低起點導入，環環相扣、層層遞進，直指學生對科學知識的深度理解。

在本模式的指導下，教師以核心素養為導向，真正站在育人的高度看待科學教學，從而建構以學生成長為中心的教學行為模式，打造以學生學習為中心的科學教學，激發學生自我成長的內驅力,促進他們適應社會發展的正確價值觀、必備品格和關鍵能力的形成。